Wissensgeber Archive - The Coatinc Company

Wissensgeber 16: Woher kommt eigentlich die Orangenhaut bei verzinkten Stahlhandelsprodukten?

The Coatinc Company — Wed, 16 May 2018 11:49:37 +0000

Wissensgeber 16:

Welchen Einfluss haben sogenannte Stahlbegleiter auf die Optik von verzinkten Stahlhandelsprodukten?
Die Optik des verzinkten Stahls ist maßgeblich abhängig von Silicium und Phosphor. Bei hohem optischen und ästhethischen Anspruch an das Oberflächenfinish ist Stahl der Gruppe 1 (sogenannter reaktionsträger Bereich) vorzuziehen. Um übliche Korrosionsschutz-Ansprüche zu erfüllen erfüllen, sind Stähle der Gruppe 3 (Sebisty-Bereich) zu bevorzugen. Die beiden übrigen Gruppen führen zu nicht unerheblichen Einschränkungen des Oberflächenfinishs und stören insbesondere auch die für die Feuerverzinkung typische Resistenz gegen mechanische Beanspruchung (Mischkristall – Eisen-Zink-Legierungsschicht).

Woher kommt eigentlich die Orangenhaut bei verzinkten Stahlhandelsprodukten?
Welchen Einfluss hat die Material- bzw. Wandstärke auf das Erscheinungsbild? Je stärker die Material- und/oder Wandstärke, desto länger wird die Temperatur des Verzinkungsbades im Werkstück gehalten. Chemischphysikalisch legieren die Bauteile deshalb nach und bestimmen somit das visuelle Erscheinungsbild. Je geringer die verwendete Material und/oder Wandstärke des ausgewählten Stahls ist (hier insbesondere Klasse 1, reaktionsträger Bereich), kann ein umso anspruchsvolleres Oberflächenfinish hergestellt werden. Hier handelt es sich um üblicherweise aus dem Qualitätsbereich S235 stammende Werkstoffe.

Wie verhält sich das Erscheinungsbild bei Blankstahl?
Neben den Stahlbegleitern Silicium und Phosphor, die sehr wesentlich das Erscheinungsbild bestimmen, spielen bei gezogenen Materialien auch Phosphate, die als Ziehhilfsmittel vorkommen, eine wesentliche Rolle für das Erscheinungsbild. Phosphate erzeugen üblicherweise die, insbesondere bei Hohlprofilen häufig festgestellte, sogenannte Orangenhaut. Zusatzinfo: Durch die Verwendung aluminiumberuhigter Werkstoffe kann man oben genannte auftretende Problematiken ausschalten. Diese Werkstoffe sind allerdings in der Regel nicht wirtschaftlich.

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Wissensgeber 15: Wie man Korrosion im Betonmantel verhindert.

The Coatinc Company — Tue, 15 May 2018 11:47:06 +0000

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Wissensgeber 15:

Welche Ursachen führen zu direktem Verschleiß von Stahlbetonbauten?
Ein intakter Betonmantel sorgt dafür, dass im Inneren einer Zementmatrix eine hochalkalische Porenlösung bestehen bleiben kann. Bei einem pH-Wert von 12,5 im Inneren der Matrix kommt es zu einer spontanen Passivierung durch die Bildung einer oxidischen Schutzschicht aus Eisenoxid.

Durch das Eindringen von Chloriden an der Betonoberfläche verliert der passive Schutz seine Wirkung. Es kommt zur sogenannten Versauerung. Die alkalischen Teile des Zementsteins werden durch CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 kohlensaurem Kalk angegriffen. In Gegenwart von H2O und O2 findet eine pH-Wert-Absenkung von unter 10 statt. Dies bewirkt eine Auflösung der schützenden Oxidschicht um den Betonstahl, wodurch es zur Rostbildung kommt. Deren Geschwindigkeit steht in direkter Abhängigkeit zum Feuchtegrad. Ab 50 – 60 % Betonfeuchte stellt sich ein Maximum der Carbonatisierungsgeschwindigkeit ein. Diese chloridinduzierte Bewehrungskorrosion – verursacht durch den Einsatz von Tausalzen – ist der häufigste Schädigungsprozess. Ohne Schutzmaßnahmen ist dieser Vorgang nicht mehr zu stoppen und irreversibel. Unweigerlich kommt es zu Querschnittverlusten, wodurch Sicherheit und Dauerhaftigkeit nicht mehr gewährleistet sind.

Möglichkeiten der Behebung des direkten Verschleißes …
Durch den Einsatz einer verzinkten Bewehrung kann ein gutes Verbundverhalten, ein Haft- und Scherverbund gemäß DIN 488 zwischen Beton und Bewehrung erreicht werden. Ein weiterer Vorteil ist der Schutz vor der o. g. Chloridbelastung. Chloride werden von der Verzinkung als schwerlösliche Zinkchloride abgebunden und somit unschädlich. Hierdurch wird ein deutlich verbesserter Korrosionsschutz bei carbonisiertem (versauertem) Boden erreicht. Bei Rissen im Beton und dem dadurch bedingten Freiliegen der Bewehrung konzentriert sich der Korrosionsangriff auf das Zink wodurch die Bewehrung intakt bleibt.

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Wissensgeber 14: Aktiver & passiver Korrosionsschutz – Kriterien für die Systemauswahl

The Coatinc Company — Mon, 14 May 2018 11:32:17 +0000

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Wissensgeber 14:

Schutz vor Korrosion kennt verschiedene Facetten – grundsätzlich unterscheidet man daher zwischen aktivem und passivem Korrosionsschutz. Wenn sich ein Bauteil noch in der Entwicklungsphase befindet, spricht man von aktivem Korrosionsschutz. Um jegliche Form von Korrosion von vorne herein vollständig auszuschließen, kann man weitere vorbeugende Korrosionsschutzmaßnahmen ergreifen. Diese passiven Maßnahmen sind selbstverständlich das Ziel der Oberflächentechniken.

Aktiver Korrosionsschutz erhält sämtliche Funktionen der gewählten, eingesetzten und berechneten Werkstoffe (beispielsweise Kraftübertragung oder Statik). Die Schutzmaßnahmen tragen zur Vermeidung der Korrosion oder zur Verringerung der Korrosionsgeschwindigkeit bei. Weitere positive Effekte kann man unter anderem durch die richtige Auswahl der Werkstoffe oder auch korrosionsschutzgerechte Geometrien und Konstruktionen erreichen. Hier gilt die Formel: „Eine schlecht schweißbare Konstruktion ist in der Regel auch eine schlecht zu schützende Konstruktion.“ Im Resultat sorgen diese Maßnahmen unter anderem auch für eine Reduzierung der Umweltbelastungen.

Passiver Korrosionsschutz ist das Fernhalten korrosiv wirkender Medien von der Stahloberfläche. Die Abstinenz von Sauerstoff und Wasser vermeidet kurzum die Bildung von Korrosionselementen!

Korrosionsschutzverfahren wählt man nach technischen Notwendigkeiten. Stahlbauspezifische Anforderungen (u. a. Sichern & Erhöhen des Reibbeiwertes von Kontaktflächen gleitfester Verbindungen) sind bei der Systemauswahl genauso zu berücksichtigen wie beispielsweise die atmosphärischen Umgebungsbedingungen (DIN EN ISO 12944-2:1998-07; DIN EN 12500:2000-12) oder auch eine rein wirtschaftliche Betrachtung!

Aufgabe und Ziele der Oberflächentechnik
Oberflächen müssen die an sie gestellten Anforderungen erfüllen. Dies können beispielsweise Verschleißbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte, Gleiteigenschaften, dekorative Eigenschaften oder ähnliche sein. Die Erzeugung einer Oberfläche mit den vorher genau definierten Eigenschaften (Einwirkung auf die Werkstoffoberflächen bzw. deren Veränderungen) und das determinierte Verhalten dieser ist das Ziel der Oberflächentechnik.

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Wissensgeber 12: Passivierung – Glanzerhalt der Feuerverzinkung

The Coatinc Company — Sun, 13 May 2018 11:28:13 +0000

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Wissensgeber 12:

Während beispielsweise Edelmetalle wie Gold oder Platin nicht korrodieren, haben unedlere Metalle wie Eisen oder Zink eine Neigung zur Korrosion. Diese kann durch eine geeignete Passivschicht verzögert oder verhindert werden. Die bekannteste Passivschicht bildet das Metall Chrom. Obwohl Chrom im chemischen Sinne unedler ist als Eisen, verhält es sich bei der atmosphärischen Korrosion fast wie ein Edelmetall. Diesen Effekt kennt man von verchromten Badezimmerarmaturen, die jahrzehntelang blank und glänzend bleiben. Eine hauchdünne Oxidschicht trennt hier das Metall von der Atmosphäre, so dass weitere Oxidation nur durch Diffusion möglich wäre, die allerdings durch die passivierende Schicht gestoppt ist.

Im Falle von verzinkten Stahlteilen wird durch Passivierung die chemische Reaktion des Zinks mit Stoffen der Umgebung verhindert bzw. stark verlangsamt. Somit verbessern Passivierungsschichten das Korrosionsverhalten des Zinküberzuges. In der Praxis kann Weißrost nur bei frisch feuerverzinkten Teilen zu einem Problem werden, da sich anfangs noch keine schützenden Deckschichten gebildet haben. Weil die Einwirkung von Feuchtigkeit eine wesentliche Voraussetzung ist, spielen auch jahreszeitliche Einflüsse (Herbst und Winter, häufiger Niederschlag, Nebel und Taupunktunterschreitungen durch niedrige Temperaturen) eine Rolle.

Besser als eine Verpackung
Auch das Stapeln von frisch feuerverzinkten Teilen in nassem Gras, in ungünstiger Position oder flächig aufeinander liegend kann unter intensiver Einwirkung von Feuchtigkeit zu Weißrost führen. Obwohl gut gemeint, bringt auch das Abdecken von verzinkten Stahlteilen, die im Freien gelagert werden, unter Planen oder Folien in der Regel mehr Schaden als Nutzen, da sich feuchte Luft unter den Abdeckungen staut und Kondenswasser ein ideales Klima für Weißrost schafft.

Langfristiger Schutz vor Weißrost
Auch Verpackungen sind nur so lange sinnvoll, wie sie unbeschädigt sind und keine Feuchtigkeit die Verpackung durchdringen kann. Besonders leicht bekommt man Probleme mit der Weißrostbildung bei feuerverzinkten Schüttgütern wie z. B. Schrauben oder Nägeln, die in feuchten Holzkisten oder offenen Behältern unter freiem Himmel gelagert werden. Die Bildung von Weißrost steht nicht im Zusammenhang mit dem Verzinkungsverfahren und ist auch kein Maßstab für die Güte der Verzinkung. Es ist vielmehr eine Erscheinung, die ganz wesentlich von den Witterungsbedingungen während der Lagerung oder des Transports frisch feuerverzinkter Teile abhängig ist.

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Wissensgeber 11: Anodisierung – Korrosionsschutz für Aluminium

The Coatinc Company — Sat, 12 May 2018 11:15:17 +0000

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Wissensgeber 11:

Anodisierung (auch Eloxal oder Eloxieren genannt) ist das Verfahren zur Herstellung von korrosionsschützenden Konversionsschichten für alle Aluminiumwerkstoffe.

Eine Möglichkeit der Konversion und des Korrosionsschutz besteht in der Bildung von schwerlöslichen Salzen durch chemische Umsetzung der Metalloberfläche mit der Reaktionslösung. Ein anderer Weg ist die Oxidbildung an der Metalloberfläche. Hierbei wird durch Ausbildung einer Oxidschicht (anodische Oxidation) infolge einer chemischen Umwandlung der Metalloberfläche des Werksstücks (Substrat) dieses mit einer wässrigen Reaktionsschicht vor Korrosion geschützt. Das Verfahren bedient sich der Elektrolyse. Die Kathode zerlegt das in der Säure enthaltene Oxonium (H3O+) in freigesetzten Wasserstoff und Wasser. An der Anode findet die Oxidation von Aluminium zu Aluminium-Ionen statt und anschließend die Weiterreaktion zu
Aluminium(III)-Oxid. Säure wird ausschließlich zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit verwendet und ist an der Reaktion nicht beteiligt. Mit Gleichstrom wird das Aluminium als Anode geschaltet, daher auch der Name Anodisieren. Die Gegenelektrode wird vom Elektrolyten nicht angegriffen.

Drei Verfahren stehen zur Wahl:
Eintauchverfahren: Hierbei ist die Stromquelle am Werkstück und an der im Bad tauchenden Gegenelektrode befestigt.
Spritzverfahren: Das Werkstück und eine bewegliche Düse, aus der der Elektrolyt austritt, werden an die Stromquelle angeschlossen.
Durchlaufverfahren in ruhenden Bädern: Drähte, Bänder u. ä. werden durch das Oxidationsbad gezogen; die Stromquelle ist wie im Eintauchverfahren angeschlossen.

Grundsätzlich lassen sich alle Aluminiumlegierungen eloxieren. Bei hohen dekorativen Anforderungen sind speziell geeignete Legierungen auszuwählen. Je höher der Aluminiumgehalt ist, desto transparenter sind die Oxidschichten.

Vorteile des Eloxieren:
Aluminiumoxidschichten lassen sich farbprächtig, ohne Lackanwendung, einfärben. Die Herstellung solcher Schichten kann chemisch oder elektrochemisch erfolgen. Eloxierte Oberflächen zeichnen sich durch erhöhte Korrosionsbeständigkeit von 5 – 8 pH aus. Witterungsbeständigkeit, gute Haftfestigkeit der Al2O3-Schicht, Verschleißfestigkeit, keine elektrische Leitfähigkeit (elektrisch isolierend) und Oberflächenstrukturen bleiben erhalten.

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Wissensgeber 10: die kathodische Elektrotauchlackierung

The Coatinc Company — Fri, 11 May 2018 11:06:14 +0000

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Wissensgeber 10:

Mittel der Wahl im Fahrzeugbau:
Überall dort, wo es um Korrosionsschutz durch Oberflächenbehandlung geht, ist die kathodische Elektrotauchlackierung – auch „Kataphorese“ genannt – das Verfahren, welches am häufigsten – insbesondere im Fahrzeugbau, da hier häufig komplizierte Strukturen und größere Stückzahlen behandelt werden müssen – zum Einsatz gebracht wird.

Das Verfahren:
Die kathodische Elektrotauchlackierung (KTL) ist ein elektrochemisches Lackierverfahren. Hierbei wird das Lackiergut in einen elektrisch leitfähigen, wässrigen Tauchlack eingetaucht und durch Gleichstrom auf einem leitfähigen, vorwiegend metallischen Substrat eine organische Lackschicht auf das Lackiergut abgeschieden. Sind die Partikel des Lacks mit positiver Ladung stabilisiert, scheiden sie sich an der Kathode ab (im Unterschied zur ATL, der anodischen Elektrotauchlackierung).

Das Grundprinzip des Elektrotauchlackierens besteht darin, wasserlösliche Bindemittel an der Oberfläche des als Elektrode geschalteten Lackiergutes auszufällen und so einen geschlossenen, haftenden Lackfilm zu erzeugen.

Bei der kathodischen Elektrotauchlackierung kommt ein umweltverträglicher bleifreier Wasserlack zum Einsatz, der mittels elektrochemischen Vorgängen einen überaus gleichmäßigen Lackfilm auf die gesamte Werkstückoberfläche ausbildet.

Charakteristisch für die KTL ist das Eindringverhalten in Hohlräume. Dies erklärt nicht zuletzt den Erfolg in der Fahrzeugindustrie. Denn hier werden mittlerweile ganze Omnibuskarossen elektrotauchlackiert.

Die Vorbehandlung:
Vor der eigentlichen KTL ist eine Niedrigzinkphosphatierung vorgeschaltet, die für die notwendige Sauberkeit der Oberfläche und den Aufbau einer Haftvermittlerschicht zwischen Werkstück und Lack sorgt. Die Vorteile:
Vorteile kathodischen Elektrotauchlackierung sind unter anderem der verbesserte Korrosionsschutz, eine bessere Beschichtung auch in Hohlräumen, eine hohe Prozesssicherheit und geringe Schichtdicken.

Bearbeitet werden können die Substrate Aluminium, Stahl und verzinkter Stahl.

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Wissensgeber 9: Nassbeschichtung – Schutz und Farbe in einem

The Coatinc Company — Thu, 10 May 2018 11:02:55 +0000

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Wissensgeber 9:

Um einen zusätzlichen Schutz für besonders beanspruchte Bauteile zu erreichen oder um farbliche Gestaltungswünsche mit optimalem Korrosionsschutz zu verbinden, ist die zusätzliche Nassbeschichtung im Anschluss an die Feuerverzinkung eine gute Wahl. Die dabei eingesetzten Lacke werden mit Wasser oder Lösemitteln flüssig gemacht und auf die Oberfläche aufgetragen. Ein Vorteil der Nassbeschichtung ist, dass praktisch jede beliebig große Fläche beschichtet werden kann. Um Korrosionsschutz zu gewährleisten, muss man die verantwortlichen Mechanismen kennen:

Mechanismus 1: Verringerung der Diffusionsgeschwindigkeit
Hierbei versuchen korrosive Stoffe der Umgebung die Konzentrationsunterschiede auszugleichen (Diffusion). Je länger der Diffusionsweg und je geringer der Konzentrationsunterschied, desto langsamer wandern (diffundieren) diese Stoffe durch die Beschichtung. Um den Schutz zu erhöhen, bietet sich der Einsatz einer dickeren Beschichtung an – oder der Einbau plättchenförmiger, chemisch inerter Pigmente mit einer dachziegelartigen Ausrichtung parallel zur Oberfläche, z. B. Eisenglimmer. Hierdurch verlängert sich der Diffusionsweg deutlich. Schadstoffe müssten wegen der Ausrichtung der Pigmentplättchen auch parallel zur Oberfläche wandern. Allerdings ist in dieser Richtung jedoch kein Konzentrationsunterschied zu erwarten – Schadstoffe dringen an allen Stellen gleichermaßen ein -, die Wanderungsgeschwindigkeit verlangsamt sich erheblich und die Barrierewirkung der Beschichtung wird deutlich verbessert.

Mechanismus 2: Reaktion von Pigment und eindringendem Schadstoff
Pigmente wie z. B. Zinkphosphat und Zinkweiß können mit eindringenden Schadstoffen zu unlöslichen Produkten reagieren. Diese bleiben in der Beschichtung, sind dort aber unschädlich. So reagiert Zinkweiß beispielsweise mit Wasser zum basischen Zinkhydroxid (Zn(OH)2), welches mit sauren Schadstoffen aus der Luft, z. B. Kohlendioxid (CO2), reagieren kann und diese abfängt. Das Produkt ist ein unlösliches basisches Zinkcarbonat.

Mechanismus 3: Passivierung
Bei der Passivierung erfolgt eine Reaktion zwischen Metall und Pigment, die auf der Metalloberfläche eine dünne Schutzschicht (Passivierung) bildet. Diese verhindert die weitere Auflösung des Metalls.

Mechanismus 4: Kathodischer Schutz
Beim kathodischen Schutz verschiebt sich das Potenzial des Metalls durch Kontakt zwischen Metall und Pigmenten in einen anderen Bereich. In diesem ist Korrosion aus thermodynamischen Gründen nicht möglich, z. B. Zinkstaub.

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Wissensgeber 8: Pulverbeschichtung – Schutz und Farbe in einem

The Coatinc Company — Wed, 09 May 2018 10:59:40 +0000

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Wissensgeber 8:

Um einen zusätzlichen Schutz für besonders beanspruchte Bauteile zu erreichen oder um farbliche Gestaltungswünsche mit optimalem Korrosionsschutz zu verbinden, eignet sich die zusätzliche Pulverbeschichtung im Anschluss an die Feuerverzinkung.

Pulverbeschichtungssysteme:
Bei der Pulverbeschichtung handelt es sich um ein umweltfreundliches und absolut lösemittelfreies Beschichtungsverfahren, bei dem winzigste Kunststoffpartikel nach dem Schmelzen und gegebenenfalls Härten elektrisch aufgeladen und versprüht werden und in einem nachfolgenden Einbrennprozess bei Werkstücktemperaturen von 160 – 200 °C geschmolzen und chemisch vernetzt werden & so eine Beschichtung ergeben. Beschichten lassen sich alle metallischen Oberflächen – vorzugsweise: Stahl, Stahl verzinkt, Zinkdruckguss, Aluminium-Walzmaterial und -Guss, Magnesium.

Vorbehandlung:
Für die Qualität der Beschichtung ist die Vorbehandlung von maßgeblicher Bedeutung – sie erfolgt entweder mechanisch, z. B. durch Entfetten, Strahlen, Sweepen; oder chemisch, z. B. durch Beizen oder durch die Herstellung von Konversionsschichten (Phosphatieren & Chromatieren).

Applizierte Pulverarten:
In der Pulverbeschichtung eingesetzt werden Duroplaste (eigentliche Pulverlacke) – also Bindemittel wie z. B. Polyester, Epoxidharze, Polyurethan, Acrylatharze oder Kombinationen der genannten, Thermoplaste – Bindemittel wie z. B. PVC, Polyethlen oder Polyamide und thermoplastische Polyester.

Thermoplaste:
Thermoplaste schmelzen auf, bleiben plastisch, können durch Temperaturerhöhung immer wieder verflüssigt werden und benötigen im Gegensatz zu den Duroplasten kein separates Härtesystem. Ihr Hauptanwendungsgebiet ist das Wirbelsinterverfahren.

Duroplaste:
Duroplaste müssen bei der Filmbildung aushärten, benötigen nach dem Aufschmelzen noch Zeit, die Aushärtung unter Einwirkung der Einbrenntemperatur abzuschließen. Die Aushärtungsbedingungen müssen immer nach der größten Wandstärke gewählt werden, da dort die längste Aufheizzeit benötigt wird.

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Wissensgeber 7: Oberflächenbeschichtung und ihre Applikation

The Coatinc Company — Tue, 08 May 2018 10:52:53 +0000

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Wissensgeber 8:

Vorbehandlungen
Alle Techniken der Oberflächenbeschichtung erfordern eine Vorbehandlung der Substratoberfläche. Diese ist wiederum abhängig von mehreren Faktoren – z. B. Art und Zusammensetzung des Grundwerkstoffes (Metalle, NE-Metalle etc.), Art und Stärke der Verunreinigungen (störende Trennschichten) und sogenannte Störzonen durch die Bearbeitung. Dies geschieht beispielsweise durch Reinigen, Entfetten, Beizen, Ätzen oder das Ausbilden von Konversionsschichten (Phosphatieren und andere chemisch-thermische Verfahren).

Applikation der Oberflächenbeschichtung
Materialaufbringung mit definierten Eigenschaften auf das Substrat (Werkstoff) und die Herstellung eines Verbundes, der die definierten Eigenschaften wie z. B. das mechanische Verhalten (Festigkeit und Zähigkeit) erfüllt, nennt man Applikation. Die aufgebrachte Materialschicht erfüllt über die mechanischen Eigenschaften hinausgehende spezifische Eigenschaften wie beispielsweise Korrosions- und Verschleißverhalten, Kraftübertragung (Reibbeiwerte im Stahlbau)… bis hin zu optisch/ästhetischen Ansprüchen. Voraussetzung für das Schaffen von funktionsfähigen und -tüchtigen Verbunden ist eine ausreichende Haftung (Verklammerung) der Schicht. Dies gilt insbesondere beim Auftreten mechanischer Spannungen wie z. B. durch thermische Ausdehnung. Man unterscheidet drei unterschiedliche Schichtarten: metallische Schichten, nichtmetallisch-organische und nichtmetallisch-anorganische Schichten.

Metallschichten
Metallschichten lassen sich durch ECD (elektrochemische Metallabscheidung) beschichten, durch Abscheidung metallischer Schichten aus der Gasphase oder auch durch das Schmelztauchen (eine der ältesten Techniken zur Herstellung metallischer Überzüge – beispielsweise Feuerverzinken, Feuerverzinnen, Feueraluminieren), durch Metallspritzen (Flammspritzen, Lichtbogenspritzen, Plasmaspritzen), durch Plattieren (Walzplattieren, Sprengplattieren) oder auch durch chemisch-thermische Verfahren (Aluminieren, Inchromieren, Sheradisieren).

Verfahren
Nichtmetallisch-organische Schichten lassen sich durch Nasslackieren/Nassbeschichten und Pulverlackieren/Pulverbeschichten erzeugen.

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Wissensgeber 7: Oberflächen für jedes Einsatzgebiet

The Coatinc Company — Mon, 07 May 2018 10:49:19 +0000

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Wissensgeber 6:

Die Oberflächentechnik verfolgt das Ziel, Oberflächen durch Beschichtungen für bestimmte Anwendungszwecke nutzbar zu machen. Denn Oberflächen müssen die an sie gestellten Anforderungen wie z. B. Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, Härte, Optik, Glanz, Farbe, etc. erfüllen. Entscheidend hierbei sind die Art der Schicht und Beschichtung sowie der Werkstoff.

Eigenschaften von Substraten
Die Eigenschaften der Substrate werden mit ihrem Bindungszustand zwischen den elementaren Bausteinen und ihrer räumlichen Anordnung und Verteilung (gesättigte Bindungszustände) beschrieben. Bindungszustände (Valenzen) werden differenziert betrachtet:
– Hauptvalenzen: Ionen-, Atom- und Metallbindung;
– Nebenvalenzen: z. B. elektrostatische Wechselwirkungen – die Grundeigenschaften werden durch die Art der chemischen Bindung bestimmt.

Charakteristik der Metallbindung
Zwischen den Metallionen (+) und den „freien“ Elektronen (auch Elektronengas oder Elektronengaswolke genannt) besteht eine intensive Kraftwirkung. Es entsteht das sogenannte Metallgitter. Dieses zeichnet sich durch hohe Festigkeit, gute Verformbarkeit, sehr gute Leitfähigkeit für Wärme und Elektrizität sowie teilweise hohe Schmelz- und Verdampfungstemperaturen aus.

Jede Bearbeitung führt zu Änderungen von Struktur und Gefüge. Folgen sind u. a. Änderungen des elektrochemischen Potenzials, Verfestigungen/Aufhärtungen oder auch Änderungen des Oberflächenprofils wie beispielsweise Veränderungen des elektrochemischen Potenzials bis hin zu negativen Werten und damit entstehender Korrosionsanfälligkeit. Teilweise bilden sich in der Folge von Verfestigungen/Aufhärtungen in der Oberflächenzone mechanische Spannungen aus, die unter anderem bei einer Beschichtung zu ungenügenden Haftfestigkeiten zwischen Oberfläche und Schicht führen können.

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